化工工程设备布道与管道材料的优化设计举措

兰江安

摘  要：化学工程具有其特殊性。化学工程生产的产品给人们的生活带来了极大的便利，但同时其生产中很容易产生一些有毒物质。同时，这些物质具有可燃性、爆炸性、腐蚀性及其他性质。如果这些物质长时间没有进行有效的处理，那么就会对工作人员的身体产生损害。该文基于化工工程设备布道与管道材料进行分析，提出了对其进行优化设计的一些建议，旨在进一步提升化工生产的安全性。

关键词：化工工程  布道  管道材料  优化设计

中图分类号：TQ055.81    文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）07（b）-0061-02

化学工程的设计和建设是典型的技术密集型项目，施工人员必须要有较强的专业技术水平。在施工中，不同专业领域的技术人员和设计人员必须不断优化工程设计方案，以确保工程建设能够满足预计的生产需求，使化工工程顺利运转，为企业提供良好的经济效益。

1  设备布置以及管道材料设计对化工工程的重要性

1.1 设备与管道布置的重要性

在化工工程的设计过程中，根据制造工序的要求选择并设计了设备和管道的布局。因此，设备的功能、管路和主设备之间的连接、器具和其他附件都必须满足制造工序的需要。同时，由于化工工程的生产特性，生产过程中有很多危险的化学物质以及压力容器和管道。因此，设备和管道的配置必须满足安全生产要求，对不同类型的设备和管道要进行分类和分区。同时，设备的设计计划和管道的布置，也决定项目的经济效益。一方面，由于化学工程中设备和管道材料的成本占项目总投资的比例较大，所以对设计方案进行优化可有效减少项目投资。另一方面，设备和管道布局将直接影响项目建设和生产。（1）如果设备和管道的布局不合理，那么在技术上不可能合理安装设备和管道。在建筑工程中就需要临时改变设计，或者需要大幅改变设计方案，增加成本。（2）设备和管道布局不科学，使得工程设计与技术要求不符合，引发安全隐患。因此，基于这一层面进行考量，必须要重视化工工程设备和管道的布设，提升其合理性和科学性。

1.2 管道材料设计的重要性

在化学工程中，管道是连接各种设备、机械、压力装置和传输设备的重要设施。因此，不同位置的管道需要接触不同物理状态、化学性质、温度和压力的介质。另外，化学工业制造所使用的原料、中间生成物及最终产品通常具有较强的腐蚀性，因此相关材料必须具备一定的耐腐蚀性，只有这样才能够确保生产安全。此外，管道中的介质流动以及压力管道需要承受非常大的压力，因此管道材料还应具有比较强的物理性质。

2  化工工程设备与管道布置

2.1 设备布置原则

化工工程与声场设备和装置密切相关。同时，许多装置在化工工程中被广泛使用。但是需要注意的是，这些设备不能随便配置。为了确保化工工程项目的顺畅运转，设备布局必须遵循特定的原则。一般来讲，可以依据下面一些原则：（1）设备的布置应当遵循化学生产过程的相关要求和规律。（2）根据不同的功能需要配置在不同的区域。如果化工生产设备生产工艺需要区分主设备和辅助设备，那么通常都是辅助设备装设于下风向，远离易爆炸区域。（3）在使用设备时，不能避免发生损坏，因此设备布局必须考虑到方便對设备维护、检修等方面的要求。（4）设备布局应符合外观要求。通过合理的设备布局，可降低运转过程中的误差率。比如，相关容器被放置的时候，应该尽可能地按照其容积大小来按照由大到小或者由小到大的顺序进行排布。泵群也要排列规范，通常泵群出口应该取齐。（5）设备布局尽量露天化，这种布局方式不仅可以节约用地，同时还可以有助于换气和消防，提升生产的流畅性。

2.2 管道布置原则

管道是化工工程中非常关键的组成部分，任何化工工程都需要管道来进行联通。所以，在某种程度上，管道布局的合理性决定了其生产质量以及生产效率。因此，管道布局时必须遵循某些原则：（1）管道的布局应满足技术性要求。（2）在管道布局的过程中，管道之间需要保持一定的间距，管道的突出部分之间的距离应该大于25mm。（3）当管道布局时，气体通常从主管道的顶部进入，所以管道不可以被布设在吊装孔内部。（4）底部管道需要满足生产工艺要求，在穿越建筑物时要慎重选择。（5）就某些固体物料管道来讲，其弯曲半径应该大于等于管道直径的5倍，特别要注意的是，排气管道的设置要满足相关要求和规定。

3  管道材料的优化设计

3.1 材料选择

现在我国化工管道的材质一般都会选择使用碳素钢、低合金钢、不锈钢，这些材质制造的化工管道具有较好的性能以及使用寿命。通常来讲，化工管道材料选择要符合下面一些规定和要求：如果钢板的厚度不满8mm，那么其材质应该尽可能选择碳素钢板。对于对刚度以及结构有更高要求的设备，应该选择碳素钢;如果管道对于强度有着更高的要求，那么应该结合化工工程生产的压力、温度以及介质来对其进行选择，比如Q35AF、Q235-A、Q265-B等。所以，化工管道在选择材料时，需要着重考虑两个方面。（1）实用性强。选择实用性强的管道，才能够确保化工工程实际运行的顺畅和高效。（2）材料的经济性。只有拥有了经济性，才能够保证项目的整体经济效益。综上所述，在化工生产中，管道的材料选择非常重要，应该全面考量其性能以及经济性，才能够保障实际生产的高效运转。另外，需要注意的是，由于化工生产中腐蚀性原材料和产品非常常见，所以对于管道的耐腐蚀性有着较高的要求，所以在对管道的材质进行选择时要求其具有较强的耐腐蚀性以及抗磨损性能。比如，锆在醋酸工业的应用实践中，发现其具备较强的抗醋酸腐蚀性能，所以在醋酸工业生产中，可以选择锆来构筑起生产管道。对于其他化工工程来讲，也需要结合其原材料和生产材料的特性来选择合适的管道材料，尽可能地延长管道使用寿命以及保障生产安全。

3.2 管道材料注意事项

因为化工工程生产中，很多原材料和产品都具有较强的腐蚀性，所以选择管道材料时一定要充分考量其性能指标。另外，需要注意的是，管道的设计也会对管道的使用产生非常大的影响，因此，管道设计必须要科学、合理。这是由于化工生产中各个环节的压力有着较大的差别，因而不同生产环节对于压力的要求差别很大。比如，某生产工序对于管道的压力要求为GC1水平，那么在管道材质进行选择时就应该以此为标准来进行选择，如GB5310和GB6479。在特殊情况下，能选择使用GB/T8163。还有，在管道使用之前工作人员应该选择使用合适的检测方式对管道质量和安装质量进行检测，以便于避免管道存在裂缝的情况出现，威胁生产安全。在管道材料选择中，除了压力因素外，温度也是非常关键的一个因素。在化工生产实际进行中，高温非常常见，所以在对管道材质进行选择时要考虑其对温度的承受能力。

4  结语

综上所述，在化工工程中，安全性是非常重要的一个方面。所以在化工工程设备布道以及管道材料选择时，应该结合化工生产实际情况，从生产工艺、生产安全、生产效率等方面来进行管道布道，从耐腐蚀性、承压性以及温度等方面来选择管道材料，只有这样，才能够进一步保障化工工程的顺畅、安全进行。与此同时，在管道布道和材料选择中还应该考量到有毒有害、易燃易爆产品的出现，所以还应该从这一层面对管道布道和材料进行优化，从而尽可能地提升化工生产的安全性。

参考文献

[1] 赵璐琪.化工工程设备管道与材料优化设计研究[J].化工管理，2017（12）：207.

[2] 张正民.化工工程设备管道与材料优化设计研究[J].化工管理，2018，473（2）：237.

[3] 雷明.化工工程设备管道与材料优化设计研究[J].化工设计通讯，2018，44（2）：99.